Metodi di prova standard ASTM D1331 per la tensione superficiale e interfacciale delle soluzioni di tensioattivi

Lo standard "ASTM D1331 Standard Test Methods for Surface and Interfacial Tension of Tensioactive Solutions" pubblicato dall'American Society for Testing and Materials (ASTM) descrive i metodi di prova per determinare la tensione superficiale e la tensione interfacciale di vari materiali liquidi, tra cui, a titolo esemplificativo ma non esaustivo, vernici, solventi e soluzioni tensioattive, come definito nello standard ASTM D459.

Di seguito vengono illustrati quattro diversi metodi di prova progettati per fornire risultati accurati e ripetibili:

• Metodo A - Tensione superficiale con anello di Du Noüy: questo metodo utilizza un anello di filo di platino sospeso a un tensiometro per misurare la tensione superficiale. È progettato principalmente per soluzioni acquose di tensioattivi, ma è applicabile anche a vernici acquose, soluzioni non acquose e sistemi misti di solventi. Richiede correzioni di galleggiamento per tenere conto del liquido spostato dall'anello.
• Metodo B - Tensione interfacciale con l'anello di Du Noüy: questo metodo misura la tensione all'interfaccia tra due fasi liquide. È adatto per soluzioni bifasiche, comprese quelle contenenti più componenti soluti, anche se non tutte sono tensioattive. Come il Metodo A, richiede correzioni per la galleggiabilità.
• Metodo C - Tensione superficiale con piastra di Wilhelmy: questo metodo utilizza una piastra piatta e sottile (solitamente di vetro o platino) per misurare la tensione superficiale. È consigliato per vernici e soluzioni di resina grazie alla sua facilità d'uso, alla semplificazione del processo di pulizia e all'idoneità per liquidi pigmentati. Non richiede correzioni di galleggiamento e non è influenzato da viscosità moderate dei liquidi (1-10 Pa-sec). È il metodo consigliato per l'uso con vernici e soluzioni di resina.
• Metodo D - Tensione interfacciale con piastra di Wilhelmy: questo metodo misura la tensione interfacciale tra due fasi liquide utilizzando una piastra di Wilhelmy. È applicabile a soluzioni e miscele bifasiche e offre vantaggi simili al Metodo C. I metodi con piastra di Wilhelmy (C e D) sono spesso preferiti in ambito industriale, in particolare per le vernici, grazie alla loro affidabilità e facilità di manutenzione.

Questi metodi forniscono dati utili per valutare l'efficacia dei tensioattivi nel ridurre la tensione superficiale. Inoltre, i dati sulla tensione superficiale possono prevedere le interazioni tra liquidi e superfici solide o altri liquidi e possono essere utilizzati per determinare le proprietà bagnanti di vernici, solventi e altri liquidi. Molti laboratori hanno scoperto che la piastra di Wilhelmy è più facile da usare, più facile da pulire e generalmente più facile da usare con vernici pigmentate. Nel frattempo, nella scienza delle superfici, il metodo dell'anello di du Noüy è una tecnica utilizzata per misurare la tensione superficiale di un liquido.

In breve, la norma ASTM D1331 fornisce un quadro completo per la misurazione della tensione superficiale e interfacciale di una varietà di materiali liquidi, tra cui vernici, solventi e soluzioni tensioattive. Questo standard è ampiamente utilizzato in diversi settori industriali per valutare il comportamento dei liquidi a contatto con altri liquidi o superfici solide, aspetto fondamentale per applicazioni come rivestimenti, adesivi ed emulsioni.

La presente norma riguarda la determinazione della tensione superficiale e della tensione interfacciale per vari liquidi ed è applicabile a:

• Soluzioni acquose di sostanze tensioattive (tensioattivi).
• Vernici a base d'acqua e senza acqua.
• Soluzioni di solventi misti.
• Sistemi liquidi bifase.

I metodi di prova descritti nella norma ASTM D1331 sono fondamentali per:

• Valutazione dei tensioattivi: forniscono dati per valutare l'efficacia con cui i tensioattivi riducono la tensione superficiale necessaria per formulare emulsioni e rivestimenti stabili.
• Previsione delle interazioni dei liquidi: i dati sulla tensione superficiale e interfacciale aiutano a prevedere come i liquidi interagiranno con le superfici solide o altri liquidi, determinandone le proprietà di bagnatura e diffusione.
• Controllo qualità: queste misurazioni garantiscono la coerenza e le prestazioni di vernici, solventi e materiali correlati nelle applicazioni industriali.

Il metodo della piastra di Wilhelmy è particolarmente degno di nota per la sua praticità nella lavorazione di vernici pigmentate, poiché è più facile da pulire e meno influenzato dalla viscosità rispetto al metodo dell'anello di du Noüy.

Lo standard ASTM D1331 sottolinea l'importanza della sicurezza. Gli utenti devono:

• Per tutti i reagenti e i materiali è necessario consultare le schede di sicurezza dei materiali.
• Devono essere stabilite adeguate pratiche di sicurezza, salute e ambiente.
• Prima di effettuare i test è necessario assicurarsi che siano rispettate le restrizioni legali.

Questo standard è conforme ai principi di standardizzazione internazionale stabiliti dal Comitato sugli ostacoli tecnici al commercio dell'Organizzazione mondiale del commercio, garantendone la validità globale.

Questo standard è stato sottoposto a diverse revisioni per integrare i progressi nelle tecniche di misurazione e ampliarne l'applicabilità. Nell'aggiornamento più recente, il suo ambito di applicazione è stato ampliato per includere coloranti e solventi, oltre ai tensioattivi. Le versioni precedenti si concentravano principalmente sui tensioattivi e includevano solo due metodi (l'anello di du Noüy per la tensione superficiale e interfacciale). L'aggiunta dei metodi delle piastre di Wilhelmy nelle revisioni successive riflette i progressi tecnologici e le esigenze del settore.

Di conseguenza, l'ASTM D1331 è uno standard fondamentale per le industrie che si affidano a misurazioni precise della tensione superficiale e interfacciale. Quattro metodi di prova per la tensione superficiale e interfacciale – anello di du Noüy e piastra di Wilhelmy – forniscono strumenti versatili per la valutazione dei fluidi utilizzati in vernici, solventi e tensioattivi. Fornendo dati affidabili per il controllo qualità e la previsione delle prestazioni, questo standard promuove l'innovazione e la coerenza nelle applicazioni della scienza dei materiali.

La nostra organizzazione, che da molti anni è al servizio delle aziende e segue meticolosamente gli sviluppi scientifici e tecnologici globali, si avvale di un team di professionisti esperti e di un'ampia infrastruttura per condurre test, misurazioni e analisi in un'ampia gamma di aree per aziende di tutti i settori. In questo contesto, forniamo anche servizi di prova in conformità con i metodi di prova standard ASTM D1331 per la tensione superficiale e interfacciale delle soluzioni tensioattive.